托克马克实验装置偏滤器的作用

㈠ 全超导托卡马克核聚变实验装置的应用学科

HT-7和EAST两大装置，瞄准核聚变能研究前沿，开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理和工程问题的国内外联合实验研究，为核聚变工程试验堆的设计建造提供科学依据，推动等离子体物理学科其他相关学科和技术的发展。
HT-7是一个比较成熟和稳定的实验装置，有比较完善的实验和测量手段，可以开展超长脉冲条件下等离子体与壁相互作用、等离子体稳态控制、等离子体驰豫演化等一系列稳态物理和技术问题，可在高功率密度条件下研究稳定性、输运、先进运行模式等与未来聚变堆密切相关的物理前沿问题。开展一些目前尚未成熟但未来EAST必需的物理和工程技术前期研究。
EAST作为HT-7的升级装置，不仅规模更大，其独有的非圆截面、全超导及主动冷却内部结构三大特性，将更有利于探索等离子体稳态先进运行模式，其工程建设和物理研究可为 ITER项目的建设提供直接经验，并为未来聚变实验堆提供重要的工程和物理实验基础。

㈡ 中国科学院等离子体物理研究所的科学工程

基本情况为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行，深入探索实现聚变能源的工程、物理问题，等离子体所在成功建设中国第一个超导托卡马克HT-7的基础上，提出了“HT-7U全超导非圆截面托卡马克装置建设”计划。为使国内外专家易于发音、便于记忆同时又有确切的科学含义，项目的名称在2003年10月正式由HT-7U改为EAST。EAST由实验“Experimental”、先进“Advanced”、超导“Superconcting”、托卡马克“Tokamak”四个单词首字母拼写而成，它的中文意思是“先进实验超导托卡马克”，同时具有“东方”的含意。
EAST装置是中国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置，其主要技术特点和指标是：16个大型“D”形超导纵场磁体将产生纵场强度 BT = 3.5 T ；12个大型极向场超导磁体可以提供磁通变化 ΔФ ≥ 10 伏秒；通过这些极向场超导磁体，将能产生 ≥ 100万安培的等离子体电流；持续时间将达到1000秒，在高功率加热下温度将超过一亿度。
EAST装置的主机部分高11米，直径8米，重400吨，由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大部件组成。其实验运行需要有大规模低温氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型超导体测试、大型计算机控制和数据采集处理、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热、大型超高真空、以及多种先进诊断测量等系统支撑。学科涉及面广，技术难度大，许多关键技术目前在国际上尚无经验借鉴。特别是EAST运行需要超大电流、超强磁场、超高温、超低温、超高真空等极限环境，从芯部上亿度高温到线圈中零下269度低温，给装置的设计、制造工艺和材料方面提出了超乎寻常的要求。
EAST的建造具有十分重大的科学意义，它不仅是一个全超导托卡马克，而且具有会改善等离子体约束状况的大拉长非圆截面的等离子体位形，它的建成将使中国成为世界上少数几个拥有这种类型超导托卡马克装置的国家，使中国磁约束核聚变研究进入世界前沿。在装置建成后的10-15年期间，能在装置上对建造稳态先进的托卡马克核聚变堆的前沿性物理问题开展探索性的实验研究，并使中国在人类开发清洁而又无限的核聚变能的领域内做出自己应有的重大贡献。
EAST的大小半径虽然只有国际热核聚变试验堆（即ITER）的1/3和1/4（右图为ITER示意图），但位形与ITER相似且更加灵活 ，而且将比ITER早10-15年投入运行。EAST是一个近堆芯高参数和稳态先进等离子体运行科学问题的重要实验平台，它将是在ITER之前国际上最重要的稳态偏滤器托卡马克物理实验基地。
建设目标EAST 是基于上世纪末托卡马克最新成果而设计的，它的目标就是针对近堆芯等离子体稳态先进运行模式的科学和工程问题。作为HT-7的下一代升级装置，EAST装置不仅规模更大，其独有的非圆截面、全超导及主动冷却内部结构三大特性，将更有利于探索等离子体稳态先进运行模式，其工程建设和物理研究可为ITER项目的建设提供直接经验。EAST将是未来十年唯一能为ITER提供长脉冲稳态先进运行高参数非圆等离子体平台的实验装置，将会在发展稳态高性能等离子体物理的科学研究计划中处于世界前沿地位，进而为支持ITER和聚变能发展作出贡献。 基本情况：托卡马克(Tokamak）是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak来源于环形、真空室、磁、线圈。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。通电时托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。受控热核聚变研究的重大突破是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，建成超导托卡马克，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。超导托卡马克被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。
中科院等离子体物理研究所是中国核聚变研究的重要基地。1994年通过国际合作成功研制出HT-7超导托卡马克，这是一个可产生长脉冲高温等离子体的中型聚变研究装置。它的研制成功，使中国成为继俄、日、法之后第四个拥有该类装置的国家，从此为中国的聚变事业全面走向国际舞台开拓了一条创新之路。经过十多年来科研和工程技术人员的不断改进，取得许多创新成果。
装置总目标建立一种自洽的、可行的、具体的先进托卡马克运行模式的科学基础为主要目标，研究等离子体在稳态、高参数、高约束条件下稳定性、输运、壁的平衡等方面的物理问题，探索适合先进核聚变反应堆的运行模式，为建成的大型非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置EAST探索先进的运行模式和物理基础，培养造就一批具有超导托卡马克稳态运行能力的磁约束聚变的年轻队伍。

㈢ 全超导托卡马克核聚变实验装置的研究成果

HT-7装置1995年投入运行，经过多方面的改进和完善，装置运行的整体性能和水平有了很大的提高。13年来，物理实验不断取得重大进展和突破，获得了一系列国际先进或独具特色的成果。
在中心等离子体密度大于2.2×1019/m3条件下，最高电子温度超过5 000万度；获得可重复大于60秒(最长达到63.95秒)、中心电子温度接近500万度、中心密度大于0.8×1019/m3的非感应全波驱动的高温等离子体；成功地实现了306秒的稳态等离子体放电，等离子体电流60kA，中心电子密度0.8×1019/m3，中心电子温度约1 000万度；2008年春季，HT-7超导托卡马克物理实验再次创下新纪录：连续重复实现了长达400秒的等离子体放电，电子温度1 200万度，中心密度0.5×1019/m3。这是目前国际同类装置中时间最长的高温等离子体放电。
同时，还在HT-7上开展了石墨限制器条件下的运行模式、等离子体物理特性和波加热、波驱动高参数等离子体物理特性以及高参数、长脉冲运行模式等世界核聚变前沿课题的研究，出色完成了国家“863”计划和中科院重大课题研究任务。HT-7实验的成功使中国磁约束聚变研究进入世界先进行列，也使HT-7成为世界上(EAST建成之前的)第二个全面开放的、可进行高参数稳态条件下等离子体物理研究的公共实验平台。
EAST在2007年1-2月的第二轮等离子体放电实验中，获得了稳定、可控具有大拉长比的偏滤器位形等离子体放电，最大等离子体电流达0.5MA，在0.2MA等离子体电流下最长放电达9秒，并成功完成了磁体、低温、总控和保护、等离子体控制等多项重要工程测试和物理实验。
2016年2月，中国EAST物理实验获重大突破，成功实现电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这也是截至2016年2月国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。标志着中国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列。 发展目标：通过15年(2006-2020)的努力，使EAST成为我国磁约束聚变能研究发展战略体系中最重要的知识源头，使我国核聚变能开发技术水平进入世界先进行列。同时，积极参与国际合作，消化、吸收、掌握聚变堆关键科学与技术，锻炼队伍，培养人才，储备技术，使得我国有能力独立设计和建设(或参与国际合作)聚变能示范堆。
HT-7装置是国际上正在运行的(EAST投入正式运行之前)第二大超导托卡马克装置，配合EAST的科学目标开展高温等离子体的稳态运行技术和相关物理问题的研究，其稳态高参数等离子体物理实验结果和工程技术发展对EAST最终科学目标的实现和国际聚变研究都具有重要的直接意义。
EAST的科学研究分三个阶段实施：
第一阶段(3-5年)：长脉冲实验平台的建设；第二阶段(约5年)：实现其科学目标，为ITER先进运行模式奠定基础；第三阶段(约5年)：长脉冲近堆芯下的实验研究。
EAST将对国内外聚变同行全面开放，结合国内外聚变的科学、技术和人才优势，开展磁约束聚变的科学和技术研究，培养国内磁约束聚变人才，为中国聚变能的发展奠定基础。

㈣ 如果太阳熄灭，人造太阳对人类有什么好处呢

在美国加利福尼亚州的利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)建设地点，科学家正在向建全球首个可持续聚变反应堆----被称为“人造太阳”的目标迈进。

这位发言人说：“要想发生核聚变燃烧与增益，首先必须‘点燃’由氢的同位素氘和氚构成的特殊燃料。20世纪70年代，科学家开始利用强大的激光束进行试验，压缩和加热氢的同位素，使其达到它们的熔点，这一技术被称作惯性约束核聚变。利用激光束快速加热，导致目标物的最外层发生爆炸。根据牛顿的第三定律，目标物的剩余部分在强烈内爆的驱使下，内部的燃料受压缩，形成一个冲击波，这会进一步加热中心区域的燃料，导致可持续性燃烧，即已知的点火。”

计算机自动控制集成系统所在地国家点火装置控制室，是模仿德克萨斯州休斯顿美国宇航局的任务控制中心建设的，它是有史以来为科学仪器设计的最复杂的自动控制系统之一。国家点火装置的一位发言人说：“它的850台电脑使激光束的间隔不超过50微米。”

核裂变能是核电站采用的形式，迄今为止它已引发了众多事故，例如1986年的切尔诺贝利核泄漏事故。然而核聚变能与前者不同，它不仅安全，而且相对还很环保。国家点火装置的一位发言人说：“尽管核聚变是一种核子过程，但是它与裂变过程不同，因为核聚变反应不产生放射性副产品。核聚变能非常有希望成为一种长期的未来能源，因为核聚变所需的燃料在地球上比较丰富，而且它产生的能源比较安全和环保。”

这位发言人说：“氘是从海水里萃取出来的，氚来自金属锂，这是土壤里的一种常见元素。一加仑海水可提供相当于300加仑汽油产生的能量，50杯海水产生的燃料所含的能量，相当于2吨煤。核聚变电站将不会产生碳，而且生成的放射性副产品也比当前的核电站更少，储存方法也更简单。核聚变电站的核反应堆失控或‘坍塌’，也不会造成危险。因此，核聚变能将对环境和经济都有利。国家点火装置只是第一步，要达到这个目标，科研人员还要进行更多研究和技术开发工作。”

㈤ 托卡马克装置

应该是可以选的,它既然知道了托克马克装置,就应该是考你关于核聚变的方程式,所以选这个应该是没有问题的

㈥ 全超导托卡马克核聚变实验装置研究用了多少经费

已经投入几十个亿了，这种大装置都是非常费钱的。
为了维持运行，每年还要上亿的投入。

㈦ 全超导托卡马克核聚变实验装置的基本原理

核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化，如核(裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实，人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸，但那是不可控制的瞬间能量释放，人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算，l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的，聚变产生的废料为氦气，是清洁和安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。
受控热核聚变能的研究主要有两种--惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变，后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性，将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。
托卡马克(Tokamak)是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力，在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实，但相关结果都是以短脉冲形式产生的，与实际反应堆的连续运行有较大距离。超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，是受控热核聚变能研究的一个重大突破。超导托卡马克使磁约束位形能连续稳态运行，是公认的探索和解决未来聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。目前建造超导装置开展聚变研究已成为国际热潮。
托克马克从本质上说是一种脉冲装置，因为等离子体电流是通过感应方式驱动的。但是，存在所谓的“先进托克马克”运行的可能性，即它们可以利用非感应外部驱动和发生在等离子体内的自然的压强驱动电流相结合而实现运行。它们需要仔细地调节压强和约束使之最佳化。在理论和实验上正在研究这种先进托克马克，因为连续运行对聚变功率的产生是最有希望的，其相对小的尺寸导致比类ITER设计更经济的电站。先进超导托克马克实验装置是指装置的环向磁场和极向磁场线圈都是超导材料绕制而成的，它可以大大节省供电功率，长时间维持磁体工作，并且可以得到较高的磁场。
等离子体物理研究所主要从事高温等离子体物理、受控热核聚变技术的研究以及相关高技术的开发研究工作，担负着国家核聚变大科学工程的建设和研究任务,先后建成HT-6B、HT-6M等托卡马克实验装置。1994年底，等离子体所成功地建成我国第一台大型超导托卡马克装置HT-7，使我国进入超导托卡马克研究阶段，研究成果引起了国际聚变界的广泛关注。“九五”国家重大科学工程--大型非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置EAST计划的实施，标志着我国进入国际大型聚变装置(近堆芯参数条件)的实验研究阶段，表明中国核聚变研究在国际上已占有重要地位。

㈧ 人造太阳是什么装置。

ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。

上世纪50年代开始，以原子核的裂变反应为基础的核电站登上世界能源舞台，但是这种核电站存在核废料的处理、核辐射、核燃料铀的开采和提料难等问题。相对来说，核聚变具有无可比拟的优点：它的原料储量极其丰富，因其主要燃料是存在于海水之中的氘和氚。一升海水提取的氘能产生的聚变能源，相当于300升汽油。另外，聚变产物没有放射性。同时，由于聚变反应需要的条件比较高，一旦发生事故，造成反应的等离子体约束破裂，聚变反应便会终止。因此聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。因此，聚变研究对于开发清洁能源，意义十分重大。此外，伴随着聚变研究带来的衍生和伴随技术，比如超导磁体技术、大功率电源技术、超高真空技术、超低温技术等，都会带动相关产业发展，给民众生活带来很大改变。核聚变如果在民用上能实现可控，将彻底改写人类的能源版图。

“目前的聚变研究，功率相对来说还是比较低的。未来我们想实现聚变的可行性，需要在更好的加热功率条件下，来验证延长等离子体存在时间的科学可行性。这个挑战十分巨大，因为聚变产生有一个物理学说叫劳逊判据，意思是要想产生聚变，就要使得等离子体的温度达到上亿度，这就是我们今后的科研攻关目标。”龚先祖说。

㈨ 托卡马克装置已经接近成熟,为什么还不能成功长时间运行

输出能量还小于消耗的能量，最新的结果是韩国的试验，大概在1亿度高温下持续了200秒。

托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。它的名字Tokamak 来源于俄语“环形、真空室、磁、线圈”的词头组成。

它是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在 20 世纪 50 年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候，托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。

1985 年，前苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根在日内瓦峰会上倡议，由美、苏、欧、日共同启动“国际热核聚变实验堆(ITER)”计划ITER 计划的目标是要建造一个可自持燃烧的托卡马克核聚变实验堆。

托卡马克即是依据等离子体约束位形而建立的磁约束聚变装置。装置主体是一个环形的真空室，用以形成等离子体约束放电所需封闭的真空条件。真空室外部缠绕着纵场磁体线圈，用以形成环形的主约束磁场。同时装置沿大环方向设置了多组极向场线圈，用以形成平衡等离子体所需的外加极向场。